【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电，尤其涉及一种深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外led。
技术介绍
1、随着ⅲ族氮化物半导体材料algan的成功制备，与之相关的光电子器件得到了广泛研究。algan基深紫外发光二极管因其短波长的特殊性，在消毒杀菌、皮肤治疗、空气及水资源净化等领域得到了大量应用。近年来随着科研水平的不断提高，algan基深紫外led的制备取得了一些重要的突破和进展，但其发光效率和功率对于满足目前商用化led的标准仍有较大差距，还存在如高al组分algan薄膜的缺陷密度高、空穴注入效率低等技术难题急需解决，因此algan材料结晶质量的提高成为了最为重要的研究课题.。
2、目前对于制备高质量的高al组分的algan材料仍有较大的困难，主要原因在于al原子的粘滞系数过大，在衬底表面迁移困难，难以实现二维生长模式，从而无法获得表面平整且结晶质量高的algan材料。在以往的研究中，研究人员提出了在蓝宝石衬底上插入gan或aln复合缓冲层来外延algan材料。对于gan/蓝宝石基板，由于gan与高al组分的algan材料存在较大的晶格失配，algan材料在外延过程中会产生较大的双轴张应力，因此会导致材料开裂机率的上升。同时，gan相对于高al组分的algan材料，拥有较低的禁带宽度，对于短波长的深紫外发光会有吸收作用，从而降低了led的发光效率。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种深紫外发光二极管外延片，其能够提高外延层晶体质量，释放双轴应力，降低
2、本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种深紫外发光二极管外延片的制备方法，其工艺简单，能够稳定制得发光效率良好的深紫外发光二极管外延片。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管外延片，包括衬底，所述衬底上依次设有复合缓冲层、非掺杂algan层、n型algan层、有源层、电子阻挡层、p型algan层和p型接触层；
4、所述复合缓冲层包括依次沉积在所述衬底上的aln层、mg掺杂algan/bn超晶格层、si掺杂algan层和sin层。
5、在一种实施方式中，所述aln层的厚度为150nm～250nm；
6、所述aln层采用下述方法制得：
7、先在两个衬底上分别生长aln层，然后将两个衬底的aln层面对面贴合，并置于ar和n2的混合气体中进行高温退火处理。
8、在一种实施方式中，所述高温退火处理的温度为1600℃～1700℃，处理时间为3h～3.5h。
9、在一种实施方式中，所述mg掺杂algan/bn超晶格层包括交替层叠的mg掺杂algan层和bn层，交叠周期数为3～5；
10、mg掺杂algan层的厚度为50nm～100nm；
11、所述bn层的厚度为1nm～10nm。
12、在一种实施方式中，所述mg掺杂algan层的mg掺杂浓度为1×1015atoms/cm3～1×1016atoms/cm3；
13、所述mg掺杂algan层的mg掺杂浓度沿生长方向呈梯形变化，mg掺杂浓度沿生长方向先升高后维持恒定后下降。
14、在一种实施方式中，所述si掺杂algan层的厚度为1nm～10nm；
15、所述si掺杂algan层的si掺杂浓度为1×1015atoms/cm3～1×1016atoms/cm3；
16、所述sin层的厚度为1nm～50nm。
17、为解决上述问题，本专利技术还提供了一种深紫外发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
18、s1、准备衬底；
19、s2、在所述衬底上依次沉积复合缓冲层、非掺杂algan层、n型algan层、有源层、电子阻挡层、p型algan层和p型接触层；
20、所述复合缓冲层包括依次沉积在所述衬底上的aln层、mg掺杂algan/bn超晶格层、si掺杂algan层和sin层。
21、在一种实施方式中，所述aln层采用下述方法制得：
22、在高纯度氮气反应气氛中，保持基板温度在600℃～700℃，rf功率为715w～800w，基板与靶材之间的距离为5cm～7cm，在两个衬底上分别生长aln层，然后将两个衬底的aln层面对面贴合，并置于ar和n2的混合气体中进行高温退火处理。
23、在一种实施方式中，所述mg掺杂algan/bn超晶格层的生长温度为900℃～1300℃，沉积压力为50torr～500torr；
24、所述si掺杂algan层的生长温度为900℃～1300℃，沉积压力为50torr～500torr；
25、所述sin层的生长温度为900℃～1300℃，沉积压力为50torr～500torr。
26、相应地，本专利技术还提供了一种深紫外led，所述深紫外led包括上述的深紫外发光二极管外延片。
27、实施本专利技术，具有如下有益效果：
28、本专利技术提供的深紫外发光二极管外延片，其具有特定结构的复合缓冲层，所述复合缓冲层包括依次沉积在所述衬底上的aln层、mg掺杂algan/bn超晶格层、si掺杂algan层和sin层。
29、首先，所述aln层为经过高温退火处理的aln层，通过高温热退火使柱状结构的aln发生聚结，消除了溅射的aln层中晶粒的倾斜和扭曲成分，导致衬底与外延层之间边界产生位错点的湮没，从而提高了aln层的结晶度。
30、之后，在所述aln层上生长mg掺杂algan层，通过大角度的位错倾斜进行了较大的应变弛豫，释放了大量残余应力，获得了面内应力很小的algan层，减少了位错的产生，同时mg掺杂产生的空穴可以减少由衬底带来的电子迁移，减少漏电通道，增强抗静电能力，可以有效的降低n型algan层电阻率，降低发光二极管的工作电压。
31、然后，在mg掺杂algan层后沉积bn层，通过bn层引入张应力平衡algan层累积的压应力。所述mg掺杂algan层和bn层交替层叠，可以不断地扭曲与mg掺杂algan层界面的压力，减少位错点的产生，提高mg掺杂algan层的晶体质量。
32、最后，沉积si掺杂algan层和sin层，降低电阻率，降低复合缓冲层的缺陷密度，减少缺陷产生的非辐射复合，阻挡位错线的延伸方向，提高发光二极管的发光效率。
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1.一种深紫外发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，所述衬底上依次设有复合缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、有源层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
2.如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述AlN层的厚度为150nm～250nm；
3.如权利要求2所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述高温退火处理的温度为1600℃～1700℃，处理时间为3h～3.5h。
4.如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述Mg掺杂AlGaN/BN超晶格层包括交替层叠的Mg掺杂AlGaN层和BN层，交叠周期数为3～5；
5.如权利要求4所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述Mg掺杂AlGaN层的Mg掺杂浓度为1×1015atoms/cm3～1×1016atoms/cm3；
6.如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述Si掺杂AlGaN层的厚度为1nm～10nm；
7.一种如权利要求1～6任一项所述的深紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征
8.如权利要求7所述的深紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述AlN层采用下述方法制得：
9.如权利要求7所述的深紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述Mg掺杂AlGaN/BN超晶格层的生长温度为900℃～1300℃，沉积压力为50torr～500torr；
10.一种深紫外LED，其特征在于，所述深紫外LED包括如权利要求1～6任一项所述的深紫外发光二极管外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种深紫外发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，所述衬底上依次设有复合缓冲层、非掺杂algan层、n型algan层、有源层、电子阻挡层、p型algan层和p型接触层；
2.如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述aln层的厚度为150nm～250nm；
3.如权利要求2所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述高温退火处理的温度为1600℃～1700℃，处理时间为3h～3.5h。
4.如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺杂algan/bn超晶格层包括交替层叠的mg掺杂algan层和bn层，交叠周期数为3～5；
5.如权利要求4所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺杂algan层的mg掺杂浓度为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，程龙，高虹，刘春杨，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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